Научная статья на тему 'Применение метода анализа временных рядов для исследования содержания аммиака и щелочности в воде реки белая'

Применение метода анализа временных рядов для исследования содержания аммиака и щелочности в воде реки белая Текст научной статьи по специальности «Науки о Земле и смежные экологические науки»

CC BY
94
19
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
АММИАК / ВРЕМЕННЫЕ РЯДЫ / СТОЧНЫЕ ВОДЫ / ЩЕЛОЧНОСТЬ / AMMONIA / TIME SERIES / SEWAGE / ALKALINITY

Аннотация научной статьи по наукам о Земле и смежным экологическим наукам, автор научной работы — Быковский Н. А., Фанакова Н. Н., Кантор Е. А., Пучкова Л. Н.

Методом анализа временных рядов обработаны результаты мониторинга водозабора в створе реки Белой в районе г. Стерлитамака. Исследовано изменение щелочности и содержания аммиака в реке за последние 17 лет. Показано наличие временной зависимости для изменения концентрации щелочности и отсутствия таковой для аммиака.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по наукам о Земле и смежным экологическим наукам , автор научной работы — Быковский Н. А., Фанакова Н. Н., Кантор Е. А., Пучкова Л. Н.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Applying of method of time series analysis for ammonia and alkalinity ratio study in water of the river Belaya

The method of the analysis of time series is used to process results of water fence monitoring in the transit of the river Belaya around Sterlitamak. The behavior of alkalinity and ammonia сoncentration in the river for last 17 years is studied. Presence of time dependence for alkaline concentration change and its absence for ammonia is shown.

Текст научной работы на тему «Применение метода анализа временных рядов для исследования содержания аммиака и щелочности в воде реки белая»

n=5 для всех методов наблюдается уменьшение абсолютной величины АЕвз. Дальнейшее увеличение количества молекул ДМСО в комплексе не приводит к увеличению абсолютной величины АЕвз, скорее всего, это связано с завершением заполнения первой сольватной оболочки молекулы растворенного вещества при n=4.

Межатомные расстояния в комплексе C2H2-((CH3)2SO)4 между атомами кислорода молекул ДМСО и водорода молекулы ацетилена лежат в пределах 2.5—2.6 Е, валентные углы S-O...H от 90 до 180o, а энергия связи Есв S-O...H в этих комплексах составляет —1.8 ккал/моль, что служит свидетельством образования водородной связи 5. Величина Есв между атомом водорода ДМСО и ненасыщенной связью ацетилена составляет —1.6 ккал/моль. Образование комплекса C2H4-((CH3)2SO)4 определяется координацией четырех молекул ДМСО с атомами водорода этилена. Следует отметить, что Есв S-O...H между молекулой ДМСО и молекулой этилена составляет около —0.6 ккал/

УДК 658.256

моль, а значение валентных углов менее 90 o, что показывает отсутствие водородной связи.

Таким образом, селективное разделение этилена и ацетилена, в первую очередь, обуславливается образованием водородных связей между молекулой ацетилена и ДМСО.

Литература

1. Кукушкин Ю. Н. //Соросовский образовательный ж.- 1997.- №9.- C. 54.

2. Просочкина Т. Р., Кантор Е. А. Квантово-хими-ческие расчеты молекул (Пакет программ HYPERCHEM).- Уфа: УГНТУ, 2003.-54 с.

3. Granovsky A. A., FIREFLY version 7.1, http:// classic.chem.msu.su/gran/FIREFLY/ index.html

4. Кичатов К. Г. Абсорбция ацетилена из этан-этиленовой фракции селективными раствортелями: Дисс. ... канд. хим. н.- Уфа: УГНТУ, 2011.136 с.

5. Молекулярные взаимодействия: Справочник. Под ред. Ратайчак Г. и Орвилл-Томас У.- М.: Мир, 1984.- 600 с.

Н. А. Быковский (к.т.н., доц.)1, Н. Н. Фанакова (инж.)2, Е. А. Кантор (д.х.н., проф., зав. каф.)3, Л. Н. Пучкова (асс.)2

Применение метода анализа временных рядов для исследования содержания аммиака и щелочности в воде реки Белая

Филиал Уфимского государственного нефтяного технического университета в г. Стерлитамаке, 1 кафедра автоматизированных технологических и информационных систем, 2кафедра общей химической технологии 453118, г. Стерлитамак, пр. Октября, 2; тел. (3473) 291140, e-mail: nbikovsky@list.ru 3Уфимский государственный нефтяной технический университет, кафедра физики 450062, г. Уфа, ул. Космонавтов, 1; тел. (347) 2420718

N. A. Bykovsky1, N. N. Fanakova2, Е. А. Kantor3, L. N. Pychkova2

Applying of method of time series analysis for ammonia and alkalinity ratio study in water of the river Belaya

1,2Branch of Ufa State Petrolium Technological University in Sterlitamak 2, October av., 453118, Sterlitamak, Russia; ph. (3473) 291140, e-mail: nbikovsky@list.ru 3Ufa State Petroleum Technological University 1, Kosmonavtov Str, 450062, Ufa, Russia; ph. (347) 2420718

Методом анализа временных рядов обработаны результаты мониторинга водозабора в створе реки Белой в районе г. Стерлитамака. Исследовано изменение щелочности и содержания аммиака в реке за последние 17 лет. Показано наличие временной зависимости для изменения концентрации щелочности и отсутствия таковой для аммиака.

Ключевые слова: аммиак; временные ряды; сточные воды; щелочность.

The method of the analysis of time series is used to process results of water fence monitoring in the transit of the river Belaya around Sterlitamak. The behavior of alkalinity and ammonia concentration in the river for last 17 years is studied. Presence of time dependence for alkaline concentration change and it's absence for ammonia is shown.

Key words: ammonia; time series; sewage; alkalinity.

Дата поступления 30.03.11

Известно, что метод анализа временных рядов позволяет выявить закономерные и случайные изменения показателей качества воды '.

С использованием этого метода нами обработаны результаты мониторинга водозабора в створе реки Белой в районе г. Стерлитамака по щелочности и аммиаку за последние 17 лет.

Автокорреляционная функция для щелочности (рис. 1а) показывает, что наиболее высокими оказались коэффициенты 6, 12, 18, 24, 30, 36, 42 и 48 порядков. Это свидетельствует о наличии сезонных колебаний щелочности с периодичностью 6 месяцев. Свертка временного периода к гипотетическому году показывает выраженную зависимость показателя щелочности от времени года (рис. 1б). Следует отметить, что падение показателя щелочности происходит в двух случаях: до 0.8 мг-экв/л в весеннем паводке и до 1.7 мг-экв/л в осеннем паводке.

Характер изменения автокорреляционной функции по аммиаку (рис. 1в) свидетельствует об отсутствии какой-либо цикличности. Поступление аммиака в реку Белую происходит случайным образом в виде выбросов промышленных предприятий и животноводческих комплексов.

Трендовая составляющая обоих показателей имеет линейный характер:

^1=0.221—0.00056-^; Г2=2.915+0.0047-£

48 54

3 1

2,5

м 2

л

с о 1,5 -

^ 1

ц е 0,5

я 0

0

2 4 6 8 10

Номера значений индексов

12

0,4 0,2 -0 -0,2 -0,4

54

(1) (2)

Для аммиака (1) наблюдается тенденция к снижению его концентрации, а для щелочности (2) — к увеличению.

В табл. приведены вклады компонент в изменчивость показателя щелочности и аммиака. В первом случае вклад сезонной компоненты составляет 38.2%, а во втором 5.8%. Напротив, вклад случайной составляющей в первом случае составляет 41.9%, а во втором — 89.6%.

Рис. Автокорреляционные и сезонная зависимости по щелочности и аммиаку: а — автокорреляционная функция по щелочности; б — сезонные компоненты щелочности; в — автокорреляционная функция по аммиаку

Таблица

Вклады компонент в изменчивость концентрации аммиака и щелочности в воде реки Белой

Показатели Вклады компонент, %

Тренд Сезонная Случайная

Щелочность 17.83 38.21 41.97

Аммиак 5.005 5.81 89.62

Таким образом, метод анализа временных рядов можно эффективно использовать для характеристики источников загрязнения речной воды.

Литература

1. Харабрин А. В., Юрченко К. И., Кантор Л. И., Кантор Е. А. // Баш. хим. ж.— 2005.— Т.12, №1.- С.90.

а

б

в

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.